package com.asa.a;

/**
 * 执行引擎概述

 * 
 * 
 * @author Administrator
 *
 */
public class N {

	
	
	/**
	 * 
	 * 执行引擎概述
		●
		执行引擎是Java虛拟机核心的组成部分之一- 。
		“虚拟机”是一个相对于“物理机”的概念，这两种机器都有代码执行
		●
		能力，其区别是物理机的执行引擎是直接建立在处理器、缓存、指令集
		和操作系统层面上的，而虚拟机的执行引擎则是由软件自行实现的，因
		此可以不受物理条件制约地定制指令集与执行引擎的结构体系，能够执
		行那些不被硬件直接支持的指令集格式。

	 * 
	 * JVM的主要任务是负责装载字节码到其内部，但字节码并不能够直接运行在
		操作系统之上，因为字节码指令并非等价于本地机器指令，它内部包含的仅
		仅只是一些能够被JVM所识别的字节码指令、符号表，以及其他辅助信息。
		那么，如果想要让-一个Java程序运行起来，执行引擎(Execution Engine)
		的任务就是将字节码指令解释/编译为对应平台上的本地机器指令才可以。简
		单来说，JVM中的执行引擎充当了将高级语言翻译为机器语言的译者。

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	 * 1)执行引擎在执行的过程中究竟
		需要执行什么样的字节码指令完全
		依赖于PC寄存器。
		2)每当执行完一项指令操作后，
		PC寄存器就会更新下一条需要被
		执行的指令地址。
		3)当然方法在执行的过程中，执
		行引擎有可能会通过存储在局部变
		量表中的对象引用准确定位到存储
		在Java堆区中的对象实例信息，
		以及通过对象头中的元数据指针定
		位到目标对象的类型信息。

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	 * 从外观上来看，所有的Java虚拟机的执行引擎输入、输出都是一致的输
		入的是字节码二进制流，处理过程是字节码解析执行的等效过程，输出的
		是执行结果。

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	 * 问题:什么是解释器( Interpreter)，什么是JIT编译器?
			解释器:当Java虚拟机启动时会根据预定义的规范对字节码采用逐行解释
			的方式执行，将每条字节码文件中的内容
			“翻译”为对应平台的本地机器
			指令执行。
			JIT (Just In Time Compiler) 编译器:就是虚拟机将源代码直接编
			译成和本地机器平台相关的机器语言。

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	 * 机器码
			各种用二进制编码方式表示的指令，叫做机器指令码。开始，人们就用
			它采编写程序，这就是机器语言。
			机器语言虽然能够被计算机理解和接受，但和人们的语言差别太大，不
			易被人们理解和记忆，并且用它编程容易出差错。
			用它编写的程序- -经输入 计算机，CPU直接读取运行，因此和其他语言
			编的程序相比，执行速度最快。
			机器指令与CPU紧密相关，所以不同种类的CPU所对应的机器指令也就
			不同。

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	 * 指令
				由于机器码是有0和1组成的二进制序列，可读性实在太差，于是人们发明了指令。
				指令就是把机器码中特定的0和1序列，简化成对应的指令(一般为英文简写，如mov,
				inc等)，可读性稍好
				由于不同的硬件平台，执行同一个操作，对应的机器码可能不同，所以不同的硬件平
				台的同-种指令(比如mov)，对应的机器码也可能不同。
		指令集
				●不同的硬件平台，各自支持的指令，是有差别的。因此每个平台所支持的指令，称之
				为对应平台的指令集。
				如常见的
				➢x86指令集，对应的是x86架构的平台
				➢ARM指令集，对应的是ARM架构的平台

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	 * 汇编语言
			由于指令的可读性还是太差，于是人们又发明了汇编语言。
			在汇编语言中，用助记符(Mnemonics)代替机器指令的操作码，用地址
			符号(Symbol)或标号(Label)代替指令或操作数的地址。
			在不同的硬件平台，汇编语言对应着不同的机器语言指令集，通过汇编过
			程转换成机器指令。
			➢由于计算机只认识指令码，所以用汇编语言编写的程序还必须翻译成
			机器指令码，计算机才能识别和执行。

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	 * 执行引擎的两个部分
	 * 第一种是将源代码编译成字节码文件，然后在运行时通过解释器将字节
		码文件转为机器码执行
		第二种是编译执行(直接编译成机器码)。现代虚拟机为了提高执行效
		率，会使用即时编译技术(JIT|,Just In Time) 将方法编译成机器
		码后再执行
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	 * 解释器
			JVM设计者们的初衷仅仅只是单纯地为了满足Java程序实现跨平台特性，因此避免采用静
			态编译的方式直接生成本地机器指令，从而诞生了实现解释器在运行时采用逐行解释字节
			码执行程序的想法。

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	 * 在Java的发展历史里，一共有两套解释执行器，即古老的字节码解释器、现在普
			遍使用的模板解释器。
			●字节码解释器在执行时通过纯软件代码模拟字节码的执行，效率非常低下。
			●而模板解释器将每一条字节码和一个模板|函数相关联，模板函数中直接产生这
			条字节码执行时的机器码，从而很大程度上提高了解释器的性能。
			➢在HotSpot VM中，解释器主要由Interpreter模块和Code模块构成。
					V Interpreter模块:实现了解释器的核心功能
					V Code模块:用于管理HotSpot VM在运行时生成的本地机器指令

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	 * 由于解释器在设计和实现上非常简单，因此除了Java语言之外，还有许
		多高级语言同样也是基于解释器执行的，比如thon、Perl、 Ruby等。
		但是在今天，基于解释器执行已经沦落为低效的代名词，并且时常被- -些
		C/C++程序员所调侃。
		为了解决这个问题，JVM平台支持一种叫作即时 编译的技术。即时编译的
		目的是避免函数被解释执行，而是将整个函数体编译成为机器码，每次函
		数执行时，只执行编译后的机器码即可，这种方式可以使执行效率大幅度
		提升。
		不过无论如何，基于解释器的执行模式仍然为中间语言的发展做出了不可
		磨灭的贡献。

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	 * 有些开发人员会感觉到诧异，既然HotSpot VM中已经内置JIT编译器了 ，那么为什么还
		需要再使用解释器来“拖累”程序的执行性能呢?比如JRockit VM内 部就不包含解释器，
		字节码全部都依靠即时编译器编译后执行。
		首先明确:
			当程序启动后，解释器可以马上发挥作用，省去编译的时间，立即执行。
			编译器要想发挥作用，把代码编译成本地代码，需要- -定的执行时间。但编译为本地代码
			后，执行效率高。
		所以:
			尽管JRockitVM中程序的执行性能会非常高效，但程序在启动时必然需要花费更长的时
			间来进行编译。对于服务端应用来说，启动时间并非是关注重点，但对于那些看中启动时
			间的应用场景而言，或许就需要采用解释器与即时编译器并存的架构来换取--个平衡点。
			在此模式下，当Java虛拟器启动时，解释器可以首先发挥作用，而不必等待即时编译器全
			部编译完成后再执行，这样可以省去许多不必要的编译时间。随着时间的推移，编译器发
			挥作用，把越来越多的代码编译成本地代码，获得更高的执行效率。
			同时，解释执行在编译器进行激进优化不成立的时候，作为编译器的“逃生门”。

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	 * 当虚拟机启动的时候，解释器可以首先发挥作用，而不必等待即时编译器全部编
		译完成再执行，这样可以省去许多不必要的编译时间。并且随着程序运行时间的
		推移，即时编译器逐渐发挥作用，根据热点探测功能，将有价值的字节码编译为
		本地机器指令T以换取更高的程序执行效率。

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	 * 概念解释:
		●Java语言的“编译期” 其实是一段 “不确定”的操作过程，因为它可能是指一-个
		前端编译器(其实叫“编译器的前端” 更准确一 些)把. java文件转变
		成.class文件的过程;
		●也可能是指虚拟机的后端运行期编译器(JIT编译器，Just In Time Compiler)
		把字节码转变成机器码的过程。
		●还可能是指使用静态提前编译器(AOT编译器，Ahead Of Time Compiler) 直接
		把. java文件编译成本地机器代码的过程。
		前端编译器: Sun的Javac、 Eclipse JDT 中的增量式编译器(ECJ) 。
		CJIT 编译器: HotSpot VM的C1、C2编译器。
		AOT编译器: GNU Compiler for the Java 
		(GCJ)、Excelsior JET 

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	 * 热点代码及探测方式
			当然是否需要启动JIT编译器将字节码直接编译为对应平台的本地机器指令，
			则需要根据代码被调用执行的频率而定。关于那些需要被编译为本地代码的字
			。节码，也被称之为“热点代码”，JIT编译器在运行时会针对那些频繁被调用
			的“热点代码”做出深度优化，将其直接编译为对应平台的本地机器指令，以
			此提升Java程序的执行性能。

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	 * 这个计数器就用于统计方法被调用的次数，它的默认阈值在Client 模式
		下是1500次，在Server 模式下是10000 次。超过这个阈值，就会触
		发JIT编译。
		●这个阈值可以通过虛拟机参数-XX : CompileThreshold来人为设定。
		当一个方法被调用时，会先检查该方法是否存在被JIT编译过的版本，如
		果存在，则优先使用编译后的本地代码来执行。如果不存在已被编译过的版
		本，则将此方法的调用计数器值加1，然后判断方法调用计数器与回边计数
		器值之和是否超过方法调用计数器的阈值。如果已超过阈值，那么将会向即
		时编译器提交一个该方法的代码编译请求。

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	 * 热度衰减
			●
			如果不做任何设置，方法调用计数器统计的并不是方法被调用的绝对次数，而是一-个
			相对的执行频率，即一段时间之内方法被调用的次数。当超过一定的时间限度，如果
			方法的调用次数仍然不足以让它提交给即时编译器编译，那这个方法的调用计数器就
			会被减少-半，这个过程称为方法调用计数器热度的衰减(Counter Decay) ，而
			这段时间就称为此方法统计的半衰周期(Counter Half Life Time)。
			●
			进行热度衰减的动作是在虚拟机进行垃圾收集时顺便进行的，可以使用虚拟机参数
			-xx: -UseCounterDecay来关闭热度衰减，让方法计数器统计方法调用的绝对次
			数，这样，只要系统运行时间足够长，绝大部分方法都会被编译成本地代码。
			●
			另外，可以使用-XX:CounterHalfLifeTime 参数设置半衰周期的时间，单位是
			秒。

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	 * 它的作用是统计一个方法中循环体代码执行的次数，在字节码中遇到控制流向
		后跳转的指令称为 “回边”(Back Edge)。显然，建立回边计数器统计的。
		目的就是为了触发OSR编译。

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	 * 0-
T
		缺省情况下HotSpot VM是采用解释器与即时编译器并存的架构，当然开发人员可以根.
		据具体的应用场景，通过命令显式地为Java虚拟机指定在运行时到底是完全采用解释器
		执行，还是完全采用即时编译器执行。如下所示:
		「➢-Xint:完全采用解释器模式执行程序; 
		➢-Xcomp: 完全采用即时编译器模式执行程序。如果即时编译出现问题，解释器会介
		入执行。
		➢-Xmixed:采用解释器+即时编译器的混合模式共同执行程序。

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	 * 在HotSpot VM中内嵌有两个JIT编译器，分别为Client Compiler和Server
		Compiler,但大多数情况下我们简称为C1编译器和C2编译器。开发人员可以通过如下命
		令显式指定Java虚拟机在运行时到底使用哪一种即时编译器，如下所示:
		●-client: 指定Java虚拟机运行在Client模式下，并使用C1编译器; 
			➢C1编译器会对字节码进行简单和可靠的优化，耗时短。以达到更快的编译速度。
		●- server:
		指定Java,虚拟机运行在Server模式下，并使用C2编译器。
			➢C2进行耗时较长的优化，以及激进优化。但优化的代码执行效率更高。.

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	 * C1和C2编译器不同的优化策略:
			|●
			在不同的编译器上有不同的优化策略，C1编译器上主要有方法内联，去虚拟化、冗
			余消除。
			➢方法内联:将引用的函数代码编译到引用点处，这样可以减少栈帧的生成，减
			少参数传递以及跳转过程
			➢去虚拟化:对唯一的实现类进行内联
			➢冗余消除:在运行期间把一 些不会执行的代码折叠掉
		C2的优化主要是在全局层面，逃逸分析是优化的基础。基于逃逸分析在C2.上有如下
			几种优化: .
			➢标量替换:用标量值代替聚合对象的属性值
			➢栈上分配:对于未逃逸的对象分配对象在栈而不是堆
			➢同步消除:清除同步操作，通常指synchronized

	 * 
	 * 分层编译(Tiered Compilation) 策略:程序解释执行(不开启性能监
		控)可以触发C1编译，将字节码编译成机器码，可以进行简单优化，也可以
		加上性能监控，C2编译会根据性能监控信息进行激进优化。
		不过在Java7版本之后，一一旦开发人员在程序中显式指定命令“-server"
		时，默认将会开启分层编译策略，由C1编译器和C2编译器相互协作共同来执
		行编译任务。

	 * 
	 * 总结: .
		●
		一般来讲，JIT编译出来的机器码性能比解释器高。I
		●C2编译器启动时长比C1编译器慢，系统稳定执行以后，C2编译器
		执行速度远远快于C1编译器。


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	 * 写在最后1:
			自JDK10起，HotSpot又加入一个全新的即时编译器: Graal编译 器。
			q●编译效果短短几年时间就追评了C2编译器。未来可期。
			目前，带着“实验状态"标签，需要使用开关参数
			-XX: +UnlockExperimentalVMOptions -XX: +UseJVMCICompiler去
			激活，才可以使用。
-

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	 * 写在最后2:关于AOT编译器
			●jdk9引入了AOT编译器(静态提前编译器，Ahead of Time Compiler)
			Java 9引入了实验性AOT 编译.工具jaotc。它借助了Graal编译器，
			将所输入的Java 类文件转换为机器码，并存放至生成的动态共享库之中。
			所谓AOT编译，是与即时编译相对立的-一个概念。我们知道，即时编译指的
			是在程序的运行过程中，将字节码转换为可在硬件.上直接运行的机器码，并部
			署至托管环境中的过程。而AOT编译指的则是，在程序运行之前，便将字节
			码转换为机器码的过程。

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	 */
}
